JP2008251587A - Part-mounting device and part-mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下側部品に上側部品を実装する部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting an upper component on a lower component.
或る部品(下側部品)の上に他の部品(上側部品)を重ねて実装する実装形態はチップオンチップ(Chip−on−Chip:CoC)実装として知られている。このCoC実装では三次元的にIC部品が積み上げられることから、小型で高集積度のパッケージを実現することができる。 A mounting form in which another component (upper component) is mounted on a certain component (lower component) is known as chip-on-chip (CoC) mounting. In this CoC mounting, IC components are stacked three-dimensionally, so that a small and highly integrated package can be realized.
従来のチップオンチップ型の電子部品を製造する部品実装装置では、下側部品と上側部品が供給される部品供給部、部品供給部から下側部品が移送される実装ステージ、部品供給部及び実装ステージに対して相対移動自在に設けられた移送ヘッド及び実装ヘッドを備えている。そして、図5の作業工程の流れ図に示すように、下側部品が移送ヘッドによりピックアップされて実装ステージに移送された後(ステップST1)、上側部品が移送ヘッドによりピックアップされて上下反転され(ステップST2)、その上下反転された上側部品が実装ヘッドに受け渡されて(ステップST3)、実装ステージ上の下側部品に実装されるようになっている(ステップST4)。このような部品実装装置では、上記下側部品の実装ステージへの移送及び上側部品の上下反転に加えて実装ステージからの完成部品の回収(ステップST5)を全て1つのヘッド(移送ヘッド)で行うことにより、簡易な構成で生産効率の向上を図ることができるようになっている。
しかしながら、上記従来の部品実装装置では、実装ヘッドによる実装工程の終了後、完成部品が実装ステージから回収され(ステップST5)、次の実装工程において使用される下側部品が実装ステージに移送されてくるまでの間(ステップST1)は実装工程(ステップST4)に入ることができず、待ち時間が生じてその分タクトタイムの短縮が妨げられるという問題点があった。 However, in the conventional component mounting apparatus, after the mounting process by the mounting head is completed, the completed component is recovered from the mounting stage (step ST5), and the lower component used in the next mounting process is transferred to the mounting stage. Until it comes (step ST1), the mounting process (step ST4) cannot be entered, and there is a problem that waiting time occurs and shortening of the tact time is prevented accordingly.
そこで本発明は、従来に比べてタクトタイムを大きく短縮させることができる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method capable of greatly reducing the tact time as compared with the prior art.
請求項1に記載の部品実装装置は、下側部品に上側部品を実装する部品実装装置であって、下側部品及び上側部品が供給される部品供給部と、前記部品供給部から下側部品が移送される待機ステージと、前記待機ステージから下側部品が移送される実装ステージと、前記部品供給部、前記待機ステージ及び前記実装ステージに対して相対移動自在に設けられた移送ヘッド、移載ヘッド及び実装ヘッドと、前記移送ヘッド、前記移載ヘッド及び前記実装ヘッドの作動制御を行うヘッド作動制御手段とを備え、前記ヘッド作動制御手段は、前記部品供給部の下側部品を前記移送ヘッドにピックアップさせて前記待機ステージに移送し、前記部品供給部の上側部品を前記移送ヘッドにピックアップさせて上下反転させ、前記移載ヘッドに前記待機ステージ上の下側部品をピックアップさせて前記実装ステージに移載し、前記移送ヘッドにより上下反転された上側部品を前記実装ヘッドにピックアップさせてその上側部品を前記実装ステージ上の下側部品に実装させる実装工程を繰り返し行い、前記移載ヘッドにより下側部品を前記実装ステージに移載させる際に、前の実装
工程において前記実装ステージ上で製造された完成部品を前記移載ヘッドにピックアップさせて前記待機ステージに移載し、前記実装ヘッドが上側部品を下側部品に実装している間に、前記移送ヘッドに前記待機ステージ上の完成部品の回収、下側部品の前記部品供給部から前記待機ステージへの移送、上側部品の前記部品供給部からのピックアップ及び上下反転を行わせる。
The component mounting apparatus according to
請求項2に記載の部品実装装置は、下側部品に上側部品を実装する部品実装装置であって、下側部品及び上側部品が供給される部品供給部と、前記部品供給部から下側部品が移送される待機ステージと、前記待機ステージから下側部品が移送される実装ステージと、上側部品をピックアップして前記実装ステージ上の下側部品に実装する実装ヘッドと、2つのピックアップ部を有し、前記実装ステージ上で製造された完成部品と前記待機ステージ上の下側部品をそれぞれピックアップして完成部品と下側部品の位置を入れ替える移載ヘッドと、前記部品供給部の下側部品をピックアップして前記待機ステージに移送し、前記部品供給部の上側部品をピックアップして上下反転させて前記実装ヘッドに受け渡し、前記待機ステージ上の完成部品を回収する移送ヘッドとを備えた。
The component mounting apparatus according to
請求項3に記載の部品実装方法は、下側部品に上側部品を実装する部品実装方法であって、部品供給部の下側部品をピックアップして待機ステージに移送し、前記部品供給部の上側部品をピックアップして上下反転させる第1工程と、前記待機ステージ上の下側部品をピックアップして実装ステージに移載する第2工程と、第1工程において上下反転された上側部品をピックアップしてその上側部品を前記実装ステージ上の下側部品に実装する第3工程とを含む実装工程を繰り返し、第2工程では下側部品を前記実装ステージに移載する際に、前の実装工程において前記実装ステージ上で製造された完成部品をピックアップして前記待機ステージに移載し、第3工程を実行している間に前記待機ステージ上の完成部品の回収及び第1工程を実行する。
The component mounting method according to
本発明では、実装工程の終了後、実装ステージ上の完成部品は一旦待機ステージに移載されて次の実装工程が実行されている間に回収されるようになっており、次の実装工程において使用される下側部品は現在の実装工程中に待機ステージに移送されて待機し、実装工程が終了した後、実装ステージに移載される。一方、上側部品も実装工程中に上下反転されて待機しているので、実装工程が終了するとただちに上側部品をピックアップして次の実装工程に入ることができる。このため従来のように実装工程の終了後、完成部品が回収され、次の実装工程において使用される下側部品が実装ステージに移送されてくるのを待つことがなく、従来に比べてタクトタイムを大きく短縮させることができる。 In the present invention, after the mounting process is completed, the completed parts on the mounting stage are once transferred to the standby stage and collected while the next mounting process is being executed. The lower part to be used is transferred to the standby stage during the current mounting process and waits. After the mounting process is completed, the lower part is transferred to the mounting stage. On the other hand, since the upper part is also turned upside down during the mounting process and is on standby, immediately after the mounting process is completed, the upper part can be picked up and the next mounting process can be started. Therefore, after completion of the mounting process as in the prior art, the completed part is collected, and the tact time is reduced as compared with the conventional one without waiting for the lower part used in the next mounting process to be transferred to the mounting stage. Can be greatly shortened.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態における部品実装装置の斜視図、図2は本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統図、図3は本発明の一実施の形態における部品実装装置の作業工程説明図、図4は本発明の一実施の形態における部品実装装置の作業工程の流れ図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a component mounting apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a control system diagram of the component mounting apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a component mounting according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart of the work process of the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention.
図1において、部品実装装置1は水平な上面を有する基台2を備え、基台2の上方には水平面内の一の方向(Y軸方向とする)に延びた実装ヘッド移動ガイド3及び移送ヘッド移動ガイド4がY軸方向に並んで設けられている。基台2の実装ヘッド移動ガイド3の前方領域には実装待機テーブル5が設けられており、基台2の移送ヘッド移動ガイド4の前方領域には部品供給回収テーブル6が設けられている。また、基台2の実装待機テーブル5の前方領域には移載ヘッド支持柱7が立設されている。
In FIG. 1, a
実装ヘッド移動ガイド3には実装ヘッド支持部8が設けられており、実装ヘッド支持部
8は実装ヘッド移動ガイド3に沿ってY軸方向に移動自在となっている。実装ヘッド支持部8の下部には実装ヘッド9が実装ヘッド支持部8に対して昇降自在に設けられており、実装ヘッド9の下部には実装用ノズル10が下方に延びて設けられている。
The mounting
移送ヘッド移動ガイド4には移送ヘッド移動ガイド4と直交する水平面内の方向(X軸方向とする)に延びた移送ヘッド支持部11の一端部が支持されており、移送ヘッド支持部11は移送ヘッド移動ガイド4に沿ってY軸方向に移動自在となっている。移送ヘッド支持部11の他端部には移送ヘッド12が内蔵されており、移送ヘッド12の下部には移送用ノズル13が下方に延びて設けられている。移送ヘッド支持部11は移送ヘッド移動ガイド4に支持された部分を支点にしてX軸回りに回転自在であり、移送ヘッド12の向き(移送用ノズル13の向き)を上下に切り換えることができるようになっている。
The transfer
実装待機テーブル5は基台2上に設けられた実装待機テーブル移動機構14によって水平面内を移動自在になっている。実装待機テーブル移動機構14は、基台2に対して固定された実装待機Y軸テーブル14a、実装待機Y軸テーブル14a上に設けられた実装待機X軸テーブル14b、実装待機Y軸テーブル14a上で実装待機X軸テーブル14bをY軸方向に移動させる実装待機Y駆動機構41、実装待機X軸テーブル14b上で実装待機テーブル5をX軸方向に移動させる実装待機X駆動機構42から成る。
The mounting standby table 5 is movable in a horizontal plane by a mounting standby
部品供給回収テーブル6は基台2上に設けられた部品供給回収テーブル移動機構15によって水平面内を移動自在になっている。部品供給回収テーブル移動機構15は、基台2に対して固定された供給回収Y軸テーブル15a、供給回収Y軸テーブル15a上に設けられた供給回収X軸テーブル15b、供給回収Y軸テーブル15a上で供給回収X軸テーブル15bをY軸方向に移動させる供給回収Y駆動機構43、供給回収X軸テーブル15b上で部品供給回収テーブル6をX軸方向に移動させる供給回収X駆動機構44から成る。
The component supply / recovery table 6 is movable in a horizontal plane by a component supply / recovery
移載ヘッド支持柱7の上端部には移載ヘッド支持部材16が移載ヘッド支持柱7に対して昇降自在に設けられており、移載ヘッド支持部材16の下端部には移載ヘッド17が設けられている。移載ヘッド17の下部には下方に延びたアーム旋回軸18が設けられており、アーム旋回軸18の下端には水平に延びた旋回アーム19の中央部が固定されている。旋回アーム19の両端部それぞれには移載用ノズル20が下方に延びて設けられている。
A transfer
図2において、部品実装装置1が備える制御装置30は、実装ヘッド支持部8を実装ヘッド移動ガイド3に沿って移動させる実装ヘッド移動機構31、実装ヘッド9を実装ヘッド支持部8に対して昇降させる実装ヘッド昇降機構32、実装用ノズル10に吸着動作を行わせる実装ヘッド吸着機構33、移送ヘッド支持部11を移送ヘッド移動ガイド4に沿って移動させる移送ヘッド移動機構34、移送ヘッド12を移送ヘッド支持部11に対して昇降させる移送ヘッド昇降機構35、移送ヘッド支持部11をX軸まわりに回転(移送ヘッド12の向きを上下反転)させる移送ヘッド反転機構36、移送用ノズル13に吸着動作を行わせる移送ヘッド吸着機構37、移載ヘッド支持部材16を移載ヘッド支持柱7に対して昇降させる移載ヘッド昇降機構38、アーム旋回軸18を上下軸まわりに旋回させるアーム旋回機構39、移載用ノズル20に吸着動作を行わせる移載ヘッド吸着機構40、前述の実装待機Y駆動機構41、実装待機X駆動機構42、供給回収Y駆動機構43及び供給回収X駆動機構44の作動制御を行う。
In FIG. 2, the
また、制御装置30には、実装ヘッド9、移送ヘッド12、移載ヘッド17の各ノズル部(実装用ノズル10、移送用ノズル13、両移載用ノズル20)の位置及び実装待機テーブル5と部品供給回収テーブル6それぞれの位置を検出するための複数のセンサ類(こ
れらをまとめてセンサ類45と称する)からの検出信号が入力される。制御装置30は、このセンサ類45からの検出信号に基づいて上記機構類31〜44の作動制御を行う。
Further, the
図1において、実装待機テーブル5上には実装ステージ48と待機ステージ49が設けられており、部品供給回収テーブル6上にはパレット状の下側部品供給部50、上側部品供給部51及び完成部品回収部52が設けられている。下側部品供給部50には図示しない下側部品供給手段によって下側部品P1が供給され、上側部品供給部51には図示しない上側部品供給手段によって上側部品P2が供給される。また、完成部品回収部52には下側部品P1に上側部品P2が実装されて製造された完成部品P3が移送回収される。なお、下側部品P1は上側部品P2との接合面を上に向けた状態で下側部品供給部50に供給され、上側部品P2は下側部品P1との接合面を上に向けた状態で上側部品供給部51に供給されるようになっている。
In FIG. 1, a
次に、図3及び図4を参照して部品実装装置1が下側部品P1の上に上側部品P2を実装する部品実装工程について説明する。制御装置30とデータのやり取りが可能なメモリ部46(図2)には部品実装プログラム47が記憶されており、制御装置30はこの部品実装プログラム47に従って上記機構類31〜44を駆動し、部品実装工程を実行する。
Next, a component mounting process in which the
制御装置30は、下側部品供給部50の下側部品P1を移送ヘッド12にピックアップ(吸着)させて待機ステージ49に移送した後(図3(a)、図4のステップS1)、上側部品供給部51の上側部品P2を移送ヘッド12にピックアップさせ、その上側部品P2を上下反転させる(図3(b)、図4のステップS2)。そして、実装待機テーブル5を移載ヘッド17に近づける方向に移動させ、上側部品P2の下側部品P1への実装が終了した実装ヘッド9を移送ヘッド12によって上下反転された上側部品P2の上方へ移動させる(図3(c))。
The
実装ヘッド9を上側部品P2の上方へ移動させたら、移載ヘッド17により実装待機テーブル5上での下側部品P1と完成部品P3の位置(載置場所)を入れ替える(図4のステップS3)。そして、これとほぼ同時に、実装ヘッド9により移送ヘッド12によって上下反転された上側部品P2をピックアップ(吸着)させ、上側部品P2を移送ヘッド12から実装ヘッド9に受け渡す(図3(d)、図4のステップS4)。ここで、移載ヘッド17による実装待機テーブル5上での下側部品P1と完成部品P3の入れ替えは、移載ヘッド17が備える2つのピックアップ部、すなわち2つの移載用ノズル20に、待機ステージ49上の下側部品P1と実装ステージ48上の完成部品P3(この完成部品P3は前回の実装工程において製造されたものである)をピックアップ(吸着)させた後、旋回アーム19を180度水平旋回させて、待機ステージ49上の下側部品P1を実装ステージ48に移載するとともに、実装ステージ48上の完成部品P3を待機ステージ49に移載して行う。
When the mounting
移載ヘッド17による実装待機テーブル5上の下側部品P1と実装ステージ48上の完成部品P3の位置の入れ替えと、実装ヘッド9による上側部品P2のピックアップが終了したら、制御装置30は移送ヘッド12を上下反転させて移送用ノズル13を下方に向けるとともに(図4のステップS5)、実装待機テーブル5を移載ヘッド17から遠ざかる方向に移動させて、実装ヘッド9を実装ステージ48の上方に移動させる(図3(e))。そして、実装ヘッド9を下降させて、実装ヘッド9がピックアップしている上側部品P2を実装ステージ48上の下側部品P1に実装させる(図4のステップS6)。制御装置30は実装ヘッド9に上側部品P2の下側部品P1への実装を行わせている間に、待機ステージ49上の完成部品P3を移送ヘッド12にピックアップさせて完成部品回収部52に移送して回収した後(図3(f)、図4のステップS7)、下側部品供給部50の下側部品P1を移送ヘッド12にピックアップさせて待機ステージ49に移送し(図3(a)
、図4のステップS1)、次いで上側部品供給部51の上側部品P2を移送ヘッド12にピックアップさせて上下反転させる(図3(b)、図4のステップS2)。
When the position of the lower part P1 on the mounting standby table 5 and the completed part P3 on the mounting
4, and then the upper part P2 of the upper
このように、本実施の形態における部品実装装置1では、部品供給部(下側部品供給部50及び上側部品供給部51)と、待機ステージ49と、実装ステージ48と、部品供給部、待機ステージ49及び実装ステージ48に対して相対移動自在に設けられた移送ヘッド12、移載ヘッド17及び実装ヘッド9と、移送ヘッド12、移載ヘッド17及び実装ヘッド9の作動制御を行うヘッド作動制御手段60(制御装置30及び制御装置30によって作動制御がなされる前述の機構類31〜44等から成る)とを有しており、このヘッド作動制御手段60が、部品供給部の下側部品P1を移送ヘッド12にピックアップさせて待機ステージ49に移送し、部品供給部の上側部品P2を移送ヘッド12にピックアップさせて上下反転させる第1工程(図4のステップS1,S2)、移載ヘッド17に待機ステージ49上の下側部品P1をピックアップさせて実装ステージ48に移載する第2工程(図4のステップS3)、及び移送ヘッド12により上下反転された上側部品P2を実装ヘッド9にピックアップさせて上側部品P2を実装ステージ48上の下側部品P1に実装させる第3工程(図4のステップS4,S6)を含む実装工程を繰り返し行うので、下側部品P1に上側部品P2が実装されて成る完成部品(チップオンチップ型の電子部品)P3が次々と製造される。
Thus, in the
そして、上記第2工程では移載ヘッド17により下側部品P1を実装ステージ48に移載させる際に、前の実装工程において実装ステージ48上で製造された完成部品P3を移載ヘッド17にピックアップさせて待機ステージ49に移載するようになっており(図4のステップS3)、また上記第3工程を実行している間(実装ヘッド9が上側部品P2を下側部品P1に実装している間)に移送ヘッド12に待機ステージ49上の完成部品P3の回収(図4のステップS7)、下側部品P1の部品供給部から待機ステージ49への移送(図4のステップS1)、上側部品P2の部品供給部からのピックアップ及び上下反転(図4のステップS2)を行わせるようになっている。
In the second process, when the lower part P1 is transferred to the mounting
すなわち、本実施の形態における部品実装装置1では、実装工程の終了後、実装ステージ48上の完成部品P3は一旦待機ステージ49に移載されて次の実装工程が実行されている間に回収されるようになっており、次の実装工程において使用される下側部品P1は現在の実装工程中に待機ステージ49に移送されて待機し、実装工程が終了した後、実装ステージ48に移載される。一方、上側部品P2も実装工程中に上下反転されて待機しているので、実装工程が終了するとただちに上側部品をピックアップして次の実装工程に入ることができる。このため従来のように実装工程の終了後、完成部品P3が回収され、次の実装工程において使用される下側部品P1が実装ステージ48に移送されてくるのを待つことがなく、従来に比べてタクトタイムを大きく短縮させることができる。
That is, in the
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、移載ヘッド17は、待機ステージ49上の下側部品P1を実装ステージ48に移載するとともに、この移載の際に、前の実装工程において製造された実装ステージ48上の完成部品P3を待機ステージ49に移載する機能を備えていればよく、その構成は必ずしも限定されないが、上述の実施の形態に示したように移載ヘッド17が2つのピックアップ部(移載用ノズル20)を有しており、実装ステージ48上の完成部品P3と待機ステージ49上の下側部品P1をそれぞれピックアップしてこれらの部品P1,P3の位置をほぼ同時に入れ替える構成となっているのであれば、簡単な構成でありながら部品P1,P3の移載を短時間に行うことができるという利点がある。
Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to those shown in the above-described embodiments. For example, the
従来に比べてタクトタイムを大きく短縮させることができる。 The tact time can be greatly shortened compared to the conventional case.
1 部品実装装置
9 実装ヘッド
12 移送ヘッド
17 移載ヘッド
30 制御装置
48 実装ステージ
49 待機ステージ
50 下側部品供給部(部品供給部)
51 上側部品供給部(部品供給部)
60 ヘッド作動制御手段
P1 下側部品
P2 上側部品
P3 完成部品
DESCRIPTION OF
51 Upper part supply part (part supply part)
60 Head operation control means P1 Lower part P2 Upper part P3 Completed part
Claims (3)
前記ヘッド作動制御手段は、前記部品供給部の下側部品を前記移送ヘッドにピックアップさせて前記待機ステージに移送し、前記部品供給部の上側部品を前記移送ヘッドにピックアップさせて上下反転させ、前記移載ヘッドに前記待機ステージ上の下側部品をピックアップさせて前記実装ステージに移載し、前記移送ヘッドにより上下反転された上側部品を前記実装ヘッドにピックアップさせてその上側部品を前記実装ステージ上の下側部品に実装させる実装工程を繰り返し行い、前記移載ヘッドにより下側部品を前記実装ステージに移載させる際に、前の実装工程において前記実装ステージ上で製造された完成部品を前記移載ヘッドにピックアップさせて前記待機ステージに移載し、前記実装ヘッドが上側部品を下側部品に実装している間に、前記移送ヘッドに前記待機ステージ上の完成部品の回収、下側部品の前記部品供給部から前記待機ステージへの移送、上側部品の前記部品供給部からのピックアップ及び上下反転を行わせることを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus for mounting an upper component on a lower component, a component supply unit to which the lower component and the upper component are supplied, a standby stage to which the lower component is transferred from the component supply unit, and the standby stage A mounting stage to which a lower part is transferred from, a transfer head provided so as to be relatively movable with respect to the component supply unit, the standby stage and the mounting stage, a transfer head and a mounting head, the transfer head, A transfer head and head operation control means for controlling the operation of the mounting head,
The head operation control means causes the lower part of the part supply unit to be picked up by the transfer head and transferred to the standby stage, causes the upper part of the part supply part to be picked up by the transfer head and inverted upside down, The transfer head picks up the lower part on the standby stage and transfers it to the mounting stage. The upper part turned upside down by the transfer head is picked up by the mounting head, and the upper part is picked up on the mounting stage. When the mounting process for mounting on the lower part is repeatedly performed and the lower part is transferred to the mounting stage by the transfer head, the completed part manufactured on the mounting stage in the previous mounting process is transferred to the mounting stage. While the mounting head picks up the mounting head and transfers it to the standby stage, the mounting head mounts the upper part on the lower part. , Causing the transfer head to collect a completed part on the standby stage, transfer a lower part from the component supply unit to the standby stage, pick up an upper part from the component supply unit, and perform upside down. A component mounting device.
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KR102059421B1 (en) | 2016-01-06 | 2019-12-26 | 야마하 모터 로보틱스 홀딩스 가부시키가이샤 | Electronic component mounting unit |
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